[实用新型]一种新型串激电机铁芯

说明书

技术领域

本实用新型提供一种新型串激电机铁芯，尤其涉及一种新型串激电机铁芯的定子和转子，属于电机制造领域。 

背景技术

串激电机又称交直流两用电机，具有易于调速，能满足机械工具对电机的高转速要求(可达30,000-40,000转/分钟)，而且串激电机的机械特牲较软，过载能力较强，过载时，电机的转矩会随着转速的降低逐渐增大，因此，串激电机在电动工具行业得到了普遍应用。但是，传统串激电机定子和转子的铁芯材料主要是硅钢片，电机工作时，由于硅钢片固有的导磁和导电性能，产生的铁芯损耗较大，工作效率较低。据统计，串激电机的平均工作效率仅有60％左右，工作过程中浪费了大量的能源。 

为降低铁损，通常采用降低铁心磁通密度或采用低损耗的铁芯材料的方法。非晶合金是20世纪70年代问世的一种新型材料，具有许多超强的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。与硅钢片相比，非晶合金具有优异的磁性能，其磁导率高于硅钢片，而损耗不到硅钢片的一半。由于它的性能优异、工艺简单，从20世纪80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。采用非晶合金替代硅钢材料应用于工业电机，可使电机在更高的频率下工作，从而有效提高电机的功率密度，缩小电机体积、提高电机效率，实现高效节能的目的。但非晶合金材料也有不可忽视的缺点：硬度过高且脆性较大，不容易加工和切割；厚度仅为0.03mm，填充系数低；对机械应力也非常敏感，从而为它的使用带来困难。 

国内在非晶合金电机方面的研究刚刚起步，而非晶串激电机产品目前尚属空白。本实用新型旨在利用铁基非晶合金材料的优越性能，以非晶合金材料取代串激电机中定子和转子的硅钢材料，采用特殊的加工工艺方法，研制发明一种新型非晶串激电机铁芯，从而在发挥串激电机现有优势的同时，进一步提升其工作效率，提高资源利用率。 

实用新型内容

本实用新型提供一种新型非晶串激电机，包括定子，可相对定子转动的转子，其特征在于：构成该铁芯的定子和转子均采用非晶合金片叠压而成，为叠层结构，以非晶合金材料取代传统串激电机中定子和转子的硅钢材料，采取叠层结构-热处理工艺-浸渍固化-加工成形的加工方案，研制发明一种新型非晶串激电机铁芯。 

所述的叠层结构，是将现有的非晶带材首先切割成一定数量如图1所示形状的片状结构，然后通过如图2所示的自制夹板装置将非晶带材压制成层叠排布的片层结构块。 

所述的自制夹板装置是在两块8-10mm的钢板中钻制对称螺钉孔，然后将非晶片层放入两块钢板内(如同3所示)，利用螺钉紧固钢板，紧固螺钉同时起到定位非晶片层的作用，防止紧固时产生侧滑、错位。同时，利用钢板紧固，可增强非晶带材的叠片系数。 

所述的热处理工艺，主要是指对叠加好的非晶带材采用退火工艺进行改性处理，退火温度为350℃-450℃，退火时间为60分钟-120分钟，消除非晶合金带材在成形过程中急速冷却和卷绕时产生的应力，并提高磁性能。将退火后的层叠结构块放入环氧树脂粘结剂中充分浸渍并固化，使层与层之间保持均匀绝缘，进一步提高片间电阻，减少铁芯损耗。 

将经过上述系列处理的非晶带材片层结构块，按预定的串激电机定子和转子的形状进行线切割(中走丝)加工成形(如图4、5和6所示)，最终形成串激电机所需尺寸的定子和转子铁芯。 

国内在非晶合金电机方面的研究刚刚起步，但将非晶材料应用于串激电机铁芯目前尚属空白，本实用新型旨在利用铁基非晶合金材料的优越性能，以非晶合金材料取代串激电机中定子和转子的硅钢材料，采用特殊的加工工艺方法，研制发明一种新型非晶串激电机铁芯，可以使电机运行效率由当前的60％左右提高到80％-90％，众所周知，非晶材料的磁导率远大于硅钢片，做出同样电感量的线包，采用非晶合金材料制作的定子和转子，其线包的匝数可得到相应的减小，在保持串激电机原有动力性能稳定的前提下，不仅减小了电机的体积，而且工作时显著减少了定子和转子铁芯产生的涡流损耗、空载损耗和磁滞损耗，达到了高效、节能的目的。 

附图说明

图1、剪切好的非晶带材示意图 

图2、自制的叠片装置示意图 

图3、压制的层叠结构块示意图 

图4、本发明中非晶定子结构示意图 

图5、本发明中非晶转子结构示意图 

图6、切割后的层叠结构块示意图 

图中：1、螺栓孔；2、夹板；3、非晶带材；4、铁芯形状；5、定位孔。 

具体实施方式

本发明具体的实施方法如下：